JP2010218834A - Nonaqueous electrolyte secondary battery and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、リチウムイオン電池或いはポリマー電池等の非水電解質二次電池に係り、特に、高容量化を達成できる非水電解質二次電池及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion battery or a polymer battery, and more particularly to a non-aqueous electrolyte secondary battery capable of achieving high capacity and a method for manufacturing the same.
近年、携帯電話、ノートパソコン、PDA等の移動情報端末の小型・軽量化が急速に進展しており、その駆動電源としての電池にはさらなる高容量化が要求されている。充放電に伴い、リチウムイオンが正、負極間を移動することにより充放電を行う非水電解質二次電池は、高いエネルギー密度を有し、高容量であるので、上記のような移動情報端末の駆動電源として広く利用されている。 In recent years, mobile information terminals such as mobile phones, notebook personal computers, and PDAs have been rapidly reduced in size and weight, and batteries as drive power sources are required to have higher capacities. A non-aqueous electrolyte secondary battery that performs charge / discharge by moving lithium ions between the positive and negative electrodes along with charge / discharge has a high energy density and a high capacity. Widely used as a drive power source.
ここで、上記移動情報端末は、動画再生機能、ゲーム機能といった機能の充実に伴って、更に消費電力が高まる傾向にあり、その駆動電源である非水電解質二次電池には長時間再生や出力改善等を目的として、更なる高容量化や高性能化が強く望まれるところである。加えて、非水電解質二次電池は上記用途のみならず、電動工具やアシスト自転車、更にはHEV等の用途への展開も期待されおり、このような新用途に対応するためにも更なる高容量化や高性能化が強く望まれるところである。 Here, the mobile information terminal has a tendency to further increase power consumption with enhancement of functions such as a video playback function and a game function, and the non-aqueous electrolyte secondary battery, which is a driving power source thereof, plays back and outputs for a long time. For the purpose of improvement and the like, further increase in capacity and performance are strongly desired. In addition, non-aqueous electrolyte secondary batteries are expected to be used not only for the above applications, but also for power tools, assist bicycles, and HEVs. Capacity and high performance are strongly desired.
ここで、上記非水電解質二次電池の高容量化を図るためは、負極の高容量化が必須であり、負極材料として黒鉛が提案されている(下記特許文献1参照)。
Here, in order to increase the capacity of the nonaqueous electrolyte secondary battery, it is essential to increase the capacity of the negative electrode, and graphite has been proposed as a negative electrode material (see
しかし、黒鉛の容量は344mAh/gであり、非水電解質二次電池を高容量化するには、さらに大きな容量を有した負極材料の開発が求められている。 However, the capacity of graphite is 344 mAh / g, and in order to increase the capacity of the nonaqueous electrolyte secondary battery, development of a negative electrode material having a larger capacity is required.
そこで本発明は、リチウムイオン電池の高容量化に必要不可欠な高容量負極材料を提供するため、真比重が黒鉛よりも大きな材料を開発するものであり、重量あたりの容量密度だけでなく、真密度が黒鉛よりも高い材料を開発することにより、非水電解質二次電池の高容量化に重要な体積あたりの容量密度が高い負極材料を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention develops a material having a true specific gravity larger than that of graphite in order to provide a high-capacity negative electrode material indispensable for increasing the capacity of a lithium ion battery. In addition to the capacity density per weight, An object of the present invention is to provide a negative electrode material having a high capacity density per volume, which is important for increasing the capacity of a non-aqueous electrolyte secondary battery, by developing a material having a density higher than that of graphite.
負極活物質を有する負極と正極と非水電解質とを備えた非水電解質二次電池において、上記負極活物質には、層状構造を有するNaxFeO2(0.8≦x≦1.2)が含まれていることを特徴とする。
上記構成の如く、負極活物質として層状構造を有するNaxFeO2を用いた場合には、NaFeO2のナトリウムを引き抜くことなく、その層間に可逆性よくリチウムイオンを挿入・脱離させ、鉄の3価と0価の変化を利用することができる。これにより、大きな充放電容量が得られると考えられる。
尚、NaxFeO2におけるナトリウムは充放電には関与しないため、充放電中にナトリウムが負極活物質から脱離することはない。したがって、ナトリウム含有化合物を非水電解質二次電池の負極活物質として用いても、充放電時に問題が生じることはない。
In a nonaqueous electrolyte secondary battery including a negative electrode having a negative electrode active material, a positive electrode, and a nonaqueous electrolyte, the negative electrode active material includes Na x FeO 2 having a layered structure (0.8 ≦ x ≦ 1.2). Is included.
When Na x FeO 2 having a layered structure is used as the negative electrode active material as in the above configuration, lithium ions are reversibly inserted and desorbed between the layers without extracting sodium of NaFeO 2 , Trivalent and zero-valent changes can be used. Thereby, it is considered that a large charge / discharge capacity can be obtained.
In addition, since sodium in Na x FeO 2 does not participate in charging / discharging, sodium does not desorb from the negative electrode active material during charging / discharging. Therefore, even when the sodium-containing compound is used as the negative electrode active material of the non-aqueous electrolyte secondary battery, no problem occurs during charging / discharging.
ここで、負極活物質として黒鉛を用いた場合との比較において、本発明の作用効果を説明すると、NaxFeO2は黒鉛と比べて、単位質量あたりの負極活物質の放電容量密度が高く、しかも真密度も大きくなっている。したがって、NaxFeO2は黒鉛と比べて、下記(1)式で得られる単位体積あたりの負極活物質の放電容量密度が大きくなる。この結果、電池の小型化を図りつつ電池の放電容量を増大できることになる。 Here, in comparison with the case where graphite is used as the negative electrode active material, the effect of the present invention will be described. Na x FeO 2 has a higher discharge capacity density of the negative electrode active material per unit mass than graphite. Moreover, the true density is also increasing. Therefore, Na x FeO 2 has a higher discharge capacity density of the negative electrode active material per unit volume obtained by the following equation (1) than graphite. As a result, the battery discharge capacity can be increased while the battery is downsized.
単位体積あたりの負極活物質の放電容量密度
=単位質量あたりの負極活物質の放電容量密度×真密度・・・(1)
Discharge capacity density of negative electrode active material per unit volume = Discharge capacity density of negative electrode active material per unit mass × true density (1)
尚、一般的に、上記NaFeO2(ナトリウムフェライト)は層状の化合物として知られており、NaFeO2を活物質として用いる提案がなされているが、従来の提案はNaFeO2を正極活物質として用いるものであり、本発明の如く負極活物質として用いるものではないということを付言しておく。 In general, NaFeO 2 (sodium ferrite) is known as a layered compound, and proposals have been made to use NaFeO 2 as an active material. Conventional proposals use NaFeO 2 as a positive electrode active material. Therefore, it is added that it is not used as a negative electrode active material as in the present invention.
例えば、特開平8−124600やJ.AM.CHEM.SOC.2008,V130,3554等に記載されているように、NaFeO2のナトリウムをリチウムにイオン交換して、正極活物質として用いることが検討されている。しかし、これらの提案では、鉄の3価と4価の変化を利用してリチウムを挿入・脱離させたものであり、その充放電容量は約130mAh/gと小さい。また、特開2001−283852号公報に示すように、酸化バナジウムとNaFeO2とを混合したもの正極活物質として用いることが検討されているが、当該明細書中にて、NaFeO2を単独で正極活物質として用いた電極ではほとんど充放電しないことが報告されている。
以上のように、NaFeO2(このナトリウムをリチウムにイオン交換したものを含む)を正極活物質として用いたのでは、非水電解質二次電池の充放電容量を格段に向上させることはできない。
For example, JP-A-8-124600 and J.H. AM. CHEM. SOC. As described in 2008, V130, 3554, etc., use of NaFeO 2 sodium as a positive electrode active material by ion exchange with sodium is under study. However, in these proposals, lithium is inserted and desorbed using the change between trivalent and tetravalent iron, and the charge / discharge capacity is as small as about 130 mAh / g. Further, as disclosed in JP-A-2001-283852, it has been studied to use a mixture of vanadium oxide and NaFeO 2 as a positive electrode active material. In this specification, NaFeO 2 is used alone as a positive electrode. It has been reported that the electrode used as the active material hardly charges or discharges.
As described above, when NaFeO 2 (including this sodium ion-exchanged lithium) is used as the positive electrode active material, the charge / discharge capacity of the nonaqueous electrolyte secondary battery cannot be significantly improved.
上記負極活物質はNaxFeO2(0.8≦x≦1.2)のみから成ることが望ましい。
負極活物質として、NaxFeO2の他に黒鉛等が含まれていても良いが、本発明の効果を最大限に発揮させるには、上記構成とするのが望ましい。
The negative electrode active material is preferably composed only of Na x FeO 2 (0.8 ≦ x ≦ 1.2).
As the negative electrode active material, graphite or the like may be contained in addition to Na x FeO 2. However, in order to maximize the effects of the present invention, the above configuration is desirable.
上記xの値が1であることが望ましい。
また、上記NaxFeO2(0.8≦x≦1.2)のうち少なくとも一部がβ−NaFeO2型構造を有することが望ましい。
α−NaFeO2とβ−NaFeO2はいずれも層状構造であるが、前者の空間群はR−3mであるのに対して後者の空間群はPna21であることから、両者の結晶構造は異なり、負極活物質がα−NaFeO2のみであると可逆性よくリチウムの挿入脱離が行われず、放電容量密度が小さくなることがある。したがって、負極活物質にはβ−NaFeO2型構造を有するものが含まれているのが好ましい。
It is desirable that the value of x is 1.
Moreover, it is desirable that at least a part of the Na x FeO 2 (0.8 ≦ x ≦ 1.2) has a β-NaFeO 2 type structure.
Both α-NaFeO 2 and β-NaFeO 2 have a layered structure, but the former space group is R-3m, whereas the latter space group is Pna21. When the negative electrode active material is only α-NaFeO 2 , lithium insertion / extraction is not performed with good reversibility, and the discharge capacity density may be reduced. Therefore, it is preferable that the negative electrode active material contains a β-NaFeO 2 type structure.
ナトリウム源と鉄源とを混合して混合物を作製するステップと、上記混合物を500℃〜900℃の温度範囲で焼成することによりNaxFeO2(0.8≦x≦1.2)を作製するステップと、NaxFeO2(0.8≦x≦1.2)を含む負極活物質と、導電剤と、結着剤とを用いて負極を作製するステップと、上記負極と正極とをセパレータを介して配置した発電要素を、非水電解質とともに電池外装体内に配置するステップと、を有することを特徴とする。
このような製造方法により上述した非水電解質二次電池を作製することができる。
Na x FeO 2 (0.8 ≦ x ≦ 1.2) is prepared by mixing a sodium source and an iron source to prepare a mixture, and firing the mixture in a temperature range of 500 ° C. to 900 ° C. A negative electrode active material containing Na x FeO 2 (0.8 ≦ x ≦ 1.2), a conductive agent, and a binder, and the negative electrode and positive electrode And a step of disposing the power generation element disposed through the separator together with the non-aqueous electrolyte in the battery exterior body.
The nonaqueous electrolyte secondary battery described above can be manufactured by such a manufacturing method.
〔その他の事項〕
(負極に関する事項)
(1)上記負極活物質の作製時に用いるナトリウム源としては、炭酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、硝酸ナトリウム、酸化ナトリウム、過酸化ナトリウム、シュウ酸ナトリウム等から成る群から選択される少なくとも1つを用いれば良く、また、鉄源としては、上記三酸化二鉄(Fe2O3)、四酸化三鉄(Fe3O4)、オキシ水酸化鉄(FeOOH)等から成る群から選択される少なくとも1つを用いれば良い。更に、両者の焼成温度は500℃〜900℃であることが好ましい。
[Other matters]
(Matters related to negative electrode)
(1) The sodium source used in the preparation of the negative electrode active material is at least one selected from the group consisting of sodium carbonate, sodium acetate, sodium hydroxide, sodium nitrate, sodium oxide, sodium peroxide, sodium oxalate and the like. Further, the iron source is selected from the group consisting of the above-mentioned ferric trioxide (Fe 2 O 3 ), triiron tetroxide (Fe 3 O 4 ), iron oxyhydroxide (FeOOH), and the like. At least one may be used. Furthermore, it is preferable that both baking temperature is 500 to 900 degreeC.
(2)導電剤としては、炭素質物、金属、半導体、金属炭化物、金属化合物等を用いることができ、これらの中でも、リチウムを吸蔵・放出する材料を導電剤として用いれば、負極の容量密度が増加するので、当該材料から成る導電剤を用いるのが特に好ましい。上記炭素質物の一例としては、人造黒鉛、天然黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック等が挙げられ、上記金属の一例としては、スズ、ガリウム、アルミニウム等が挙げられる。更に、上記半導体の一例としてはシリコンが挙げられ、上記金属炭化物の一例としては、炭化チタン、炭化タンタル、炭化タングステン、炭化ジルコニウム等の電気伝導性を有したものが挙げられる。
(3)結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、スチレンブチレンラバー(SBR)、ポリアクリルニトリル(PAN)等を用いることができる。
(2) As the conductive agent, carbonaceous materials, metals, semiconductors, metal carbides, metal compounds, and the like can be used. Among these, if a material that absorbs and releases lithium is used as the conductive agent, the capacity density of the negative electrode is increased. Since it increases, it is especially preferable to use the electrically conductive agent which consists of the said material. Examples of the carbonaceous material include artificial graphite, natural graphite, acetylene black, and carbon black. Examples of the metal include tin, gallium, and aluminum. Further, silicon is an example of the semiconductor, and examples of the metal carbide are those having electrical conductivity such as titanium carbide, tantalum carbide, tungsten carbide, zirconium carbide.
(3) As the binder, polyvinylidene fluoride (PVdF), polytetrafluoroethylene (PTFE), styrene butylene rubber (SBR), polyacrylonitrile (PAN), or the like can be used.
(正極に関する事項)
(1)正極活物質には、リチウムを吸蔵、放出可能な材料を用いるのが好ましく、例えば、一般的にリチウムイオン電池の正極として知られているリチウム含有遷移金属酸化物やリチウム含有遷移金属リン酸化合物等を用いることが望ましい。上記リチウム含有遷移金属酸化物の一例としては、LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4等が挙げられ、上記リチウム含有遷移金属リン酸化合物の一例としては、LiFePO4、LiMnPO4、LiCoPO4等が挙げられる。
(Matters related to positive electrode)
(1) It is preferable to use a material capable of occluding and releasing lithium as the positive electrode active material. For example, a lithium-containing transition metal oxide or a lithium-containing transition metal phosphor generally known as a positive electrode of a lithium ion battery is used. It is desirable to use an acid compound or the like. Examples of the lithium-containing transition metal oxide include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 and the like, and examples of the lithium-containing transition metal phosphate compound include LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiCoPO 4 and the like. Can be mentioned.
(非水電解質に関する事項)
(1)本発明で用いる非水電解質の溶媒としては、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、エステル類、環状エーテル類、鎖状エーテル類、ニトリル類、アミド類等が挙げられる。上記環状炭酸エステルとしては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネートなどが挙げられ、また、これらの水素の一部または全部をフッ素化されているものも用いることが可能で、このようなものとしては、トリフルオロプロピレンカーボネートやフルオロエチレンカーボネートなどが例示される。上記鎖状炭酸エステルとしては、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネートなどが挙げられ、これらの水素の一部または全部をフッ素化されているものも用いることが可能である。上記エステル類としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。上記環状エーテル類としては、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、プロピレンオキシド、1,2−ブチレンオキシド、1,4−ジオキサン、1,3,5−トリオキサン、フラン、2−メチルフラン、1,8−シネオール、クラウンエーテルなどが挙げられる。上記鎖状エーテル類としては、1,2−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジヘキシルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、メチルフェニルエーテル、エチルフェニルエーテル、ブチルフェニルエーテル、ペンチルフェニルエーテル、メトキシトルエン、ベンジルエチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、o−ジメトキシベンゼン、1,2−ジエトキシエタン、1,2−ジブトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、1,1−ジメトキシメタン、1,1−ジエトキシエタン、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルなどが挙げられる。上記ニトリル類としては、アセトニトリル等、上記アミド類としては、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。そして、これらの中から選択される少なくとも1種を用いることができる。
(Matters related to non-aqueous electrolytes)
(1) Examples of the nonaqueous electrolyte solvent used in the present invention include cyclic carbonates, chain carbonates, esters, cyclic ethers, chain ethers, nitriles, amides, and the like. Examples of the cyclic carbonate include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate and the like, and those in which some or all of these hydrogens are fluorinated can also be used. Examples thereof include trifluoropropylene carbonate and fluoroethylene carbonate. Examples of the chain carbonic acid ester include dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, ethyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, and the like. It is possible to use. Examples of the esters include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, and γ-butyrolactone. Examples of the cyclic ethers include 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, propylene oxide, 1,2-butylene oxide, 1,4-dioxane, 1,3, 5-Trioxane, furan, 2-methylfuran, 1,8-cineol, crown ether and the like can be mentioned. Examples of the chain ethers include 1,2-dimethoxyethane, diethyl ether, dipropyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, dihexyl ether, ethyl vinyl ether, butyl vinyl ether, methyl phenyl ether, ethyl phenyl ether, butyl phenyl ether, and pentyl. Phenyl ether, methoxytoluene, benzyl ethyl ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, o-dimethoxybenzene, 1,2-diethoxyethane, 1,2-dibutoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, 1, 1-dimethoxymethane, 1,1-diethoxyethane, triethylene glycol dimethyl ether, tetrae Examples include tylene glycol dimethyl. Examples of the nitriles include acetonitrile, and examples of the amides include dimethylformamide. And at least 1 sort (s) selected from these can be used.
(2)非水溶媒に加えるリチウム塩としては、従来の非水電解質二次電池において電解質として一般に使用されているものを用いることができ、例えば、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiClO4、LiCF3SO3、LiN(FSO2)2、LiN(ClF2l+1SO2)(CmF2m+1SO2)(l、mは1以上の整数)、LiC(CpF2p+1SO2)(CqF2q+1SO2)(CrF2r+1SO2)(p、q、rは1以上の整数)、Li[B(C2O4)2](ビス(オキサレート)ホウ酸リチウム(LiBOB))、Li[B(C2O4)F2]、Li[P(C2O4)F4]、Li[P(C2O4)2F2]等が挙げられ、これらのリチウム塩は一種類で使用してもよく、また二種類以上組み合わせて使用してもよい。 (2) As the lithium salt added to the non-aqueous solvent, those generally used as an electrolyte in a conventional non-aqueous electrolyte secondary battery can be used. For example, LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (FSO 2 ) 2 , LiN (C l F 2l + 1 SO 2 ) (C m F 2m + 1 SO 2 ) (l, m is an integer of 1 or more), LiC (C p F 2p + 1 SO 2 ) (C q F 2q + 1 SO 2 ) (C r F 2r + 1 SO 2 ) (p, q, r are integers of 1 or more), Li [B (C 2 O 4 ) 2 ] (bis (oxalate) lithium borate ( LiBOB)), Li [B (C 2 O 4 ) F 2 ], Li [P (C 2 O 4 ) F 4 ], Li [P (C 2 O 4 ) 2 F 2 ] and the like. Use one type of lithium salt You may use, and you may use it in combination of 2 or more types.
(その他の電池の構成部材に関する事項)
(1)本発明に係わる非水電解質電池は、正極活物質、負極活物質、非水電解質の他にセパレータ、電池ケース、および活物質を保持すると共に集電を担う集電体などの電池構成部材を有して構成される。そして、上記した正極活物質、電解質以外の構成要素については特段の制限はなく、公知の種々の部材を選択的に使用すればよい。
(Matters related to other battery components)
(1) The non-aqueous electrolyte battery according to the present invention has a battery configuration such as a positive electrode active material, a negative electrode active material, a non-aqueous electrolyte, a separator, a battery case, and a current collector that holds the active material and carries out current collection. Consists of members. The constituent elements other than the positive electrode active material and the electrolyte are not particularly limited, and various known members may be selectively used.
本発明によれば、重量あたりの容量密度だけでなく、真密度が黒鉛よりも高い材料を用いることにより、負極における体積あたりの容量密度の向上を図り、これによって、非水電解質二次電池の高容量化を図ることができるといった優れた効果を奏する。 According to the present invention, not only the capacity density per weight but also the material whose true density is higher than that of graphite is used to improve the capacity density per volume in the negative electrode. There is an excellent effect that the capacity can be increased.
以下、この発明に係る非水電解質二次電池を、図1に基づいて説明する。なお、この発明における非水電解質二次電池は、下記の形態に示したものに限定されず、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施できるものである。 Hereinafter, the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the nonaqueous electrolyte secondary battery in this invention is not limited to what was shown to the following form, In the range which does not change the summary, it can change suitably and can implement.
〔作用極の作製〕
先ず、Na2CO3とFe2O3とを1:1のモル比で混合しペレットにしたものを900℃で12時間、大気中で焼成することにより、負極活物質であるNaFeO2を合成した。次に、このNaFeO2を70質量%と、導電剤である人造黒鉛を25質量%と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン(PVdF)を5質量%とを混合して負極活物質スラリーを作製した後、この負極活物質スラリーを厚さ10μmの銅箔上にドクターブレード法により塗布することにより、電極板を作製した。次いで、この電極板を2cm×2cmのサイズに切り取り、更に、105℃で2時間真空乾燥させることにより作用極(負極)1を作製した。
(Production of working electrode)
First, Na 2 CO 3 and Fe 2 O 3 mixed at a molar ratio of 1: 1 and pelletized are fired at 900 ° C. for 12 hours in the atmosphere to synthesize NaFeO 2 as a negative electrode active material. did. Next, 70% by mass of NaFeO 2 , 25% by mass of artificial graphite as a conductive agent, and 5% by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder are mixed to prepare a negative electrode active material slurry. Then, this negative electrode active material slurry was applied onto a copper foil having a thickness of 10 μm by a doctor blade method to produce an electrode plate. Next, this electrode plate was cut into a size of 2 cm × 2 cm, and further vacuum-dried at 105 ° C. for 2 hours to produce a working electrode (negative electrode) 1.
〔対極と参照極との作製〕
リチウム金属板を所定のサイズに切り取り、これにタブ付けすることにより、対極(正極)2と参照極4とを作製した。
〔非水電解質の調製〕
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを3:7の体積比で混合した溶媒に、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を1モル/リットルの割合で溶解させることにより非水電解質を調製した。
[Production of counter electrode and reference electrode]
A counter electrode (positive electrode) 2 and a reference electrode 4 were produced by cutting out a lithium metal plate into a predetermined size and attaching a tab thereto.
(Preparation of non-aqueous electrolyte)
Non-water is obtained by dissolving lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) at a ratio of 1 mol / liter in a solvent in which ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) are mixed at a volume ratio of 3: 7. An electrolyte was prepared.
〔試験セルの作製〕
不活性雰囲気下において、ラミネートフィルムから成る試験セル容器5内に、対極2、セパレータ3、作用極1、セパレータ3、及び参照極4を配置した後、試験セル容器5内に上記非水電解質を注液することにより、図1に示す試験セルを作製した。尚、リード6の一部が試験セル容器5から突出している。
[Production of test cell]
After placing the
(実施例1)
上記発明を実施するための形態と同様にして試験セルを作製した。
このようにして作製した試験セルを、以下、本発明セルA1と称する。
ここで、上記本発明セルA1に用いた負極活物質のXRD測定(線源はCuKα、測定範囲2θ=10°〜80°)を行なったので、そのXRDパターンを図2に示す。図2から明らかなように、本発明セルA1に用いた負極活物質はβ−NaFeO2と同一の角度にピークを有することから、当該負極活物質はβ−NaFeO2であることがわかった。
Example 1
A test cell was produced in the same manner as in the embodiment for carrying out the invention.
The test cell thus produced is hereinafter referred to as the present invention cell A1.
Here, since the XRD measurement of the negative electrode active material used in the cell A1 of the present invention (the source is CuKα, the measurement range 2θ = 10 ° to 80 °) is performed, the XRD pattern is shown in FIG. As is clear from FIG. 2, the negative electrode active material used in the cell A1 of the present invention has a peak at the same angle as β-NaFeO 2, and thus the negative electrode active material was found to be β-NaFeO 2 .
(実施例2)
負極活物質を作製する際の焼成温度を700℃とした他は、上記実施例1と同様にして試験セルを作製した。
このようにして作製した試験セルを、以下、本発明セルA2と称する。
(Example 2)
A test cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the firing temperature for producing the negative electrode active material was set to 700 ° C.
The test cell thus produced is hereinafter referred to as the present invention cell A2.
ここで、上記本発明セルA2に用いた負極活物質のXRD測定(線源はCuKα、測定範囲2θ=10°〜80°)を行なったので、そのXRDパターンを図3に示す。図3から明らかなように、本発明セルA2に用いた負極活物質はα−NaFeO2とβ−NaFeO2とのピークを共に含んでいるため、これらが混在したNaFeO2であることがわかった。また、ピーク強度比〔α−NaFeO2のメインピーク(約18°におけるピーク)とβ−NaFeO2のメインピーク(約34°におけるピーク)〕を比較すると、β−NaFeO2のメインピークの方が高いということから、本発明セルA2の負極活物質においては、α−NaFeO2よりβ−NaFeO2の割合が多いと考えられる。 Here, since the XRD measurement (the radiation source is CuKα, the measurement range 2θ = 10 ° to 80 °) of the negative electrode active material used in the cell A2 of the present invention was performed, the XRD pattern is shown in FIG. As is clear from FIG. 3, since the negative electrode active material used in the cell A2 of the present invention includes both α-NaFeO 2 and β-NaFeO 2 peaks, it was found that these were mixed NaFeO 2 . . Further, when comparing the peak intensity ratio [α-NaFeO 2 main peak (peak at about 18 °) and β-NaFeO 2 main peak (about 34 ° peak)], the β-NaFeO 2 main peak is more Since it is high, it can be considered that the proportion of β-NaFeO 2 is higher than that of α-NaFeO 2 in the negative electrode active material of the present invention cell A2.
(実施例3)
Na2CO3とFe3O4とを3:2のモル比で混合しペレットにしたものを、700℃で12時間、大気中で焼成することにより負極活物質であるNaFeO2を合成した他は、上記実施例1と同様にして試験セルを作製した。
このようにして作製した試験セルを、以下、本発明セルA3と称する。
Example 3
Na 2 CO 3 and Fe 3 O 4 mixed at a molar ratio of 3: 2 into pellets were baked in the atmosphere at 700 ° C. for 12 hours to synthesize NaFeO 2 as the negative electrode active material. Produced a test cell in the same manner as in Example 1 above.
The test cell thus prepared is hereinafter referred to as the present invention cell A3.
ここで、上記本発明セルA3に用いた負極活物質のXRD測定(線源はCuKα、測定範囲2θ=10°〜80°)を行なったので、そのXRDパターンを図4に示す。図4から明らかなように、本発明セルA3に用いた負極活物質はα−NaFeO2とβ−NaFeO2とのピークを共に含んでいるため、これらが混在したNaFeO2であることがわかった。また、ピーク強度比〔上記実施例2と同様〕を比較すると、上記本発明セルA2の負極活物質と比べてα−NaFeO2のメインピークが相対的に高くなっているため、本発明セルA3の負極活物質においては、本発明セルA2の負極活物質と比べて、α−NaFeO2の含まれる割合が多くなっていると考えられる。 Here, since the XRD measurement of the negative electrode active material used in the cell A3 of the present invention (the source is CuKα, the measurement range 2θ = 10 ° to 80 °) is performed, the XRD pattern is shown in FIG. As is clear from FIG. 4, since the negative electrode active material used in the cell A3 of the present invention includes both α-NaFeO 2 and β-NaFeO 2 peaks, it was found that these were mixed NaFeO 2 . . Further, when the peak intensity ratio (same as in Example 2 above) is compared, the main peak of α-NaFeO 2 is relatively higher than that of the negative electrode active material of the cell A2 of the present invention. In the negative electrode active material, it is considered that the proportion of α-NaFeO 2 contained is larger than that of the negative electrode active material of the cell A2 of the present invention.
(実施例4)
NaOHとFeOOHとを1:1のモル比で混合しペレットにしたものを350℃で20時間、大気中で焼成した後、再度、混練しペレットにしたものを500℃で20時間、大気中で焼成することにより負極活物質であるNaFeO2を合成した他は、上記実施例1と同様にして試験セルを作製した。
このようにして作製した試験セルを、以下、本発明セルA4と称する。
Example 4
A mixture of NaOH and FeOOH in a molar ratio of 1: 1 and pelletized is baked in air at 350 ° C. for 20 hours, and then kneaded again into pellets at 500 ° C. for 20 hours in air. A test cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that NaFeO 2 as the negative electrode active material was synthesized by firing.
The test cell thus prepared is hereinafter referred to as the present invention cell A4.
ここで、上記本発明セルA3に用いた負極活物質のXRD測定(線源はCuKα、測定範囲2θ=10°〜80°)を行なったので、そのXRDパターンを図5に示す。図5から明らかなように、本発明セルA4に用いた負極活物質はα−NaFeO2とβ−NaFeO2とのピークを共に含んでいるため、これらが混在したNaFeO2であることがわかった。また、ピーク強度比〔上記実施例2と同様〕を比較すると、α−NaFeO2とβ−NaFeO2との割合は上記本発明セルA2と上記本発明セルA3との間にあると考えられる。 Here, since XRD measurement (the radiation source is CuKα, measurement range 2θ = 10 ° to 80 °) of the negative electrode active material used in the cell A3 of the present invention was performed, the XRD pattern is shown in FIG. As is clear from FIG. 5, since the negative electrode active material used in the cell A4 of the present invention includes both α-NaFeO 2 and β-NaFeO 2 peaks, it was found that these were mixed NaFeO 2 . . Further, when comparing the peak intensity ratio (similar to Example 2 above), the ratio of α-NaFeO 2 and β-NaFeO 2 is considered to be between the present invention cell A2 and the present invention cell A3.
(実施例5)
FeOOHをFe3O4に変えた他は、上記実施例4と同様にして試験セルを作製した。
このようにして作製した試験セルを、以下、本発明セルA5と称する。
ここで、上記本発明セルA5に用いた負極活物質のXRD測定(線源はCuKα、測定範囲2θ=10°〜80°)を行なったので、そのXRDパターンを図6に示す。図6から明らかなように、本発明セルA5に用いた負極活物質はα−NaFeO2と同一の角度にピークを有することから、当該負極活物質はα−NaFeO2であることがわかった。
(Example 5)
A test cell was fabricated in the same manner as in Example 4 except that FeOOH was changed to Fe 3 O 4 .
The test cell thus produced is hereinafter referred to as the present invention cell A5.
Here, since the XRD measurement (the radiation source is CuKα, the measurement range 2θ = 10 ° to 80 °) of the negative electrode active material used in the cell A5 of the present invention was performed, the XRD pattern is shown in FIG. As apparent from FIG. 6, since it has a peak in the negative electrode active material same angle as alpha-NaFeO 2 used in the present invention the cell A5, the negative active material was found to be alpha-NaFeO 2.
(比較例1)
比較例1においては、上記実施例1と同様にして合成したNaFeO2を、正極活物質として用いた点が実施例1と大きく異なる。具体的なセルの製造は、以下のようにして行った。
〔作用極の作製〕
先ず、合成したNaFeO2を70質量%、導電剤である人造黒鉛を25質量%、結着剤であるPVdFを5質量%となるように混合して正極活物質スラリーを作製した後、厚さ15μmのアルミ箔上にドクターブレード法により塗布することにより、電極板を作製した。次いで、この電極板を2cm×2cmのサイズに切り取り、更に、105℃で2時間真空乾燥させることにより作用極(正極)を作製した。
(Comparative Example 1)
Comparative Example 1 is significantly different from Example 1 in that NaFeO 2 synthesized in the same manner as in Example 1 was used as the positive electrode active material. A specific cell was manufactured as follows.
(Production of working electrode)
First, a positive electrode active material slurry was prepared by mixing 70% by mass of synthesized NaFeO 2 , 25% by mass of artificial graphite as a conductive agent, and 5% by mass of PVdF as a binder. The electrode plate was produced by applying by a doctor blade method on a 15 μm aluminum foil. Next, this electrode plate was cut into a size of 2 cm × 2 cm, and further vacuum-dried at 105 ° C. for 2 hours to produce a working electrode (positive electrode).
〔対極と参照極との作製〕
リチウム金属板を所定のサイズに切り取り、これにタブ付けすることにより、対極(負極)と参照極とを作製した。
〔非水電解質の調製〕
上記実施例1と同様にして非水電解質を調製した。
[Production of counter electrode and reference electrode]
A counter electrode (negative electrode) and a reference electrode were produced by cutting out a lithium metal plate to a predetermined size and attaching a tab thereto.
(Preparation of non-aqueous electrolyte)
A nonaqueous electrolyte was prepared in the same manner as in Example 1.
〔試験セルの作製〕
上記実施例1と同様にして試験セルを作製した。
このようにして作製した試験セルを、以下、比較セルX1と称する。
[Production of test cell]
A test cell was prepared in the same manner as in Example 1 above.
The test cell thus fabricated is hereinafter referred to as a comparison cell X1.
(比較例2)
Li2CO3とFe2O3とを1:1のモル比で混合しペレットにしたものを900℃で12時間、大気中で焼成することにより負極活物質であるLiFeO2を合成した他は、上記実施例1と同様にして試験セルを作製した。
このようにして作製した試験セルを、以下、比較セルX2と称する。
ここで、上記比較セルX2に用いた負極活物質のXRD測定(線源はCuKα、測定範囲2θ=10°〜80°)を行なったので、そのXRDパターンを図7に示す。図7から明らかなように、比較セルX2に用いた負極活物質はLiFeO2と同一の角度にピークを有することから、当該負極活物質はLiFeO2であることがわかった。
(Comparative Example 2)
A mixture of Li 2 CO 3 and Fe 2 O 3 in a molar ratio of 1: 1 and pelletized was baked in the atmosphere at 900 ° C. for 12 hours to synthesize LiFeO 2 as a negative electrode active material. A test cell was prepared in the same manner as in Example 1.
The test cell thus produced is hereinafter referred to as a comparison cell X2.
Here, since the XRD measurement (the source is CuKα, the measurement range 2θ = 10 ° to 80 °) of the negative electrode active material used in the comparative cell X2, the XRD pattern is shown in FIG. As apparent from FIG. 7, the negative electrode active material used in Comparative cell X2 is because it has a peak at the same angle and LiFeO 2, the negative electrode active material was found to be LiFeO 2.
(比較例3)
実施例1と同じ結晶構造を有するLiFeO2の合成し、これを負極活物質として用いる他は、上記実施例1と同様にして試験セルを作製した。具体的な負極活物質の合成は、先ず、実施例1の方法でNaFeO2を合成した後、合成したNaFeO210gにLiNO3:LiCl=88:12の割合で混合したものを50g加えて混合し、280℃で10時間保持することにより、ナトリウムをリチウムにイオン交換し、LiFeO2を合成するというものである。
このようにして作製した試験セルを、以下、比較セルX3と称する。
(Comparative Example 3)
A test cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that LiFeO 2 having the same crystal structure as Example 1 was synthesized and used as the negative electrode active material. A specific negative electrode active material was synthesized by first synthesizing NaFeO 2 by the method of Example 1, then adding 50 g of the mixed NaFeO 2 in a ratio of LiNO 3 : LiCl = 88: 12 to 50 g. Then, by holding at 280 ° C. for 10 hours, sodium is ion-exchanged with lithium to synthesize LiFeO 2 .
The test cell thus produced is hereinafter referred to as a comparison cell X3.
ここで、上記比較セルX2に用いた負極活物質のXRD測定(線源はCuKα、測定範囲2θ=10°〜80°)を行なったので、そのXRDパターンを図8に示す。図8から明らかなように、イオン交換後のものはJ.AM.CHEM.SOC.2008,V130,3554のBruceらが報告しているように、各々のピークがシフトしていることが確認でき、結晶構造を保持したままナトリウムがリチウムにイオン交換されたものと考えられる。 Here, since the XRD measurement of the negative electrode active material used in the comparative cell X2 (the source is CuKα, the measurement range 2θ = 10 ° to 80 °) is performed, the XRD pattern is shown in FIG. As is clear from FIG. AM. CHEM. SOC. As reported by Bruce et al., 2008, V130, 3554, it can be confirmed that each peak is shifted, and it is considered that sodium was ion-exchanged with lithium while maintaining the crystal structure.
(比較例4)
負極活物質として黒鉛を用いる他は、上記実施例1と同様にして試験セルを作製した。
このようにして作製した試験セルを、以下、比較セルX4と称する。
(Comparative Example 4)
A test cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that graphite was used as the negative electrode active material.
The test cell produced in this way is hereinafter referred to as a comparison cell X4.
(実験)
上記本発明セルA1〜A5及び比較セルX1〜X3の充放電特性(充放電容量密度)を調べたので、それらの結果を、それぞれ図9〜図16及び表1に示す(図9は本発明セルA1、図10は本発明セルA2、図11は本発明セルA3、図12は本発明セルA4、図13は本発明セルA5、図14は比較セルX1、図15は比較セルX2、図16は比較セルX3のグラフである)。尚、上記充放電容量密度はセルの充放電容量を合剤(活物質+導電剤+結着剤)の重さで除したものとした。また、黒鉛を除いた活物質1gあたりの放電容量密度と真密度とを調べ、これらの値から前記(1)式を用いて、黒鉛を除いた活物質1cm3あたりの放電容量密度を算出したので、それらの結果を、表1に併せて示す。
(Experiment)
Since the charge / discharge characteristics (charge / discharge capacity density) of the cells A1 to A5 and the comparative cells X1 to X3 were examined, the results are shown in FIGS. 9 to 16 and Table 1, respectively (FIG. 9 shows the present invention). 10 is the present invention cell A3, FIG. 12 is the present invention cell A4, FIG. 13 is the present invention cell A5, FIG. 14 is the comparison cell X1, FIG. 15 is the comparison cell X2, and FIG. 16 is a graph of the comparison cell X3). The charge / discharge capacity density was obtained by dividing the charge / discharge capacity of the cell by the weight of the mixture (active material + conductive agent + binder). Further, the discharge capacity density and the true density per gram of the active material excluding graphite were examined, and the discharge capacity density per 1 cm 3 of the active material excluding graphite was calculated from these values using the above equation (1). Therefore, those results are also shown in Table 1.
ここで、比較セルX1を除くセルの充放電条件は、0.125mA/cm2(0.05It相当)の電流で充電電位0V(vsLi/Li+)まで充電した後、0.125mA/cm2(0.05It相当)の電流で放電電位2.0V(vsLi/Li+)まで放電するという条件である。また、比較セルX1の充放電条件は、0.125mA/cm2(0.1It相当)の電流で充電電位4.5V(vsLi/Li+)まで充電した後、0.125mA/cm2(0.1It相当)の電流で放電電位2.0V(vsLi/Li+)まで放電するという条件である。尚、比較セルX1の充放電条件のみ異なるのは、比較セルX1を除くセルでは負極活物質の充放電容量密度を調べるのに対して、比較セルX1では正極活物質の充放電容量密度を調べるからである。
Here, the charge and discharge conditions of the cells except the comparative cell X1 is, 0.125 mA / cm 2 were charged at a current of (0.05 It equivalent) until the charging potential 0V (vsLi / Li +), 0.125mA /
図9〜図13及び表1から明らかなように、本発明セルA1〜A5では充電容量密度は768mAh/g〜896mAh/g、放電容量密度は348mAh/g〜553mAh/gであり、負極活物質が黒鉛から成る比較セルX4(放電容量密度は344mAh/g)よりも高い放電容量密度が得られた。一方、図14〜図16及び表1から明らかなように、比較セルX1〜X3では充電容量密度は10mAh/g〜761mAh/g、放電容量密度は8mAh/g〜186mAh/gであり、負極活物質が黒鉛から成る比較セルX4よりも低い放電容量密度となっていることが認められる。以上のことから、負極活物質には、層状構造を有するNaxFeO2が含まれていることが望ましいことがわかる。 As apparent from FIGS. 9 to 13 and Table 1, in the cells A1 to A5 of the present invention, the charge capacity density is 768 mAh / g to 896 mAh / g, the discharge capacity density is 348 mAh / g to 553 mAh / g, and the negative electrode active material A discharge capacity density higher than that of the comparative cell X4 (discharge capacity density of 344 mAh / g) made of graphite was obtained. On the other hand, as is clear from FIGS. 14 to 16 and Table 1, in the comparative cells X1 to X3, the charge capacity density is 10 mAh / g to 761 mAh / g, the discharge capacity density is 8 mAh / g to 186 mAh / g, It can be seen that the material has a lower discharge capacity density than the comparative cell X4 made of graphite. From the above, it can be seen that the negative electrode active material preferably contains Na x FeO 2 having a layered structure.
ここで、比較セルX1で、わずかに充放電容量が得られたのは、充電時において導電剤として用いている黒鉛にアニオンがドープされたためであると考えられ、2V〜4.5V(vs.Li/Li+)の電位範囲ではナトリウムはNaFeO2から脱離していないと考えられる。このことから、本発明材料A1〜A5における充放電特性を考える上で、0V(vs.Li/Li+)までの充電反応ではNaFeO2にリチウムが挿入され、2V(vs.Li/Li+)までの放電反応では充電で挿入されたリチウムだけが脱離し、ナトリウムは本発明の電池系においては活物質として働いていないと解するのが妥当である。 Here, the reason why the charge / discharge capacity was slightly obtained in the comparative cell X1 is considered to be that graphite used as a conductive agent at the time of charging was doped with anions, and 2V to 4.5V (vs. It is considered that sodium is not desorbed from NaFeO 2 in the potential range of Li / Li + ). Therefore, in considering the charge and discharge characteristics in the present invention material A1 to A5, lithium is inserted into NaFeO 2 is charging reaction to 0V (vs.Li/Li +), 2V ( vs.Li/Li +) In the discharge reaction up to this point, it is appropriate to understand that only lithium inserted by charge is desorbed and sodium does not act as an active material in the battery system of the present invention.
また、比較セルX2の放電容量密度が本発明セルA1〜A5と比べて、大幅に低くなっているのは、負極活物質としてのLiFeO2が層状化合物でないため、リチウムが可逆性よく挿入脱離しなかったためであると考えられる。
更に、比較セルX3では負極活物質は層状構造を有しているが、ナトリウムがリチウムにイオン交換されているため、本発明セルA1〜A5と比べて、放電容量密度が大幅に低下することがわかった。このことから、ナトリウムは直接充放電には関与しないが、大きな放電容量密度を得るのに重要な元素であると考えられる。
In addition, the discharge capacity density of the comparative cell X2 is significantly lower than those of the cells A1 to A5 of the present invention because LiFeO 2 as the negative electrode active material is not a layered compound, so that lithium is reversibly inserted and released. This is thought to be because there was not.
Furthermore, in the comparative cell X3, the negative electrode active material has a layered structure. However, since sodium is ion-exchanged with lithium, the discharge capacity density may be significantly reduced as compared with the cells A1 to A5 of the present invention. all right. From this, sodium is not directly involved in charge / discharge, but is considered to be an important element for obtaining a large discharge capacity density.
加えて、本発明セルA5は本発明セルA1〜A4よりも放電容量密度が低下していることが認められる。これは、以下に示す理由によるものと考えられる。負極活物質であるα−NaFeO2とβ−NaFeO2とはいずれも層状構造であるが、空間群はR−3mとPna21とであり、それぞれ異なっている。したがって、両者の結晶構造が異なることに起因して、α−NaFeO2のみを負極活物質として用いた本発明セルA5では、可逆性よくリチウムの挿入脱離が行われず、放電容量密度が低くなったものと考えられる。但し、本発明セルA2〜A4はα−NaFeO2とβ−NaFeO2とが混合したものであって、α−NaFeO2とβ−NaFeO2との混合比率が異なっている。このように、両者の混合比率が異なるにも関わらず、本発明セルA2〜A4において放電容量密度に大きな差異は認められないことから、β−NaFeO2がわずかでも含まれていると、α−NaFeO2へのリチウムの挿入脱離が可逆性よく行われるようになっていると考えられる。 In addition, it is recognized that the discharge capacity density of the present invention cell A5 is lower than that of the present invention cells A1 to A4. This is considered to be due to the following reasons. The negative electrode active materials α-NaFeO 2 and β-NaFeO 2 both have a layered structure, but the space groups are R-3m and Pna21, which are different from each other. Therefore, due to the difference in crystal structure between the two, in the cell A5 of the present invention using only α-NaFeO 2 as the negative electrode active material, lithium insertion / extraction is not reversibly performed and the discharge capacity density is lowered. It is thought that. However, the present invention cell A2~A4 is be a mixture and the beta-NaFeO 2 and alpha-NaFeO 2, mixing ratio of the alpha-NaFeO 2 and beta-NaFeO 2 are different. Thus, although the mixing ratios of the two are different, no significant difference is observed in the discharge capacity density in the cells A2 to A4 of the present invention. Therefore, if β-NaFeO 2 is contained even slightly, α- It is considered that insertion / extraction of lithium to / from NaFeO 2 is performed with good reversibility.
また、表1から明らかなように、本発明セルA1〜A5では、黒鉛を除いた活物質1gあたりの放電容量密度が369mAh/g、真密度が3.83g/cm3であり、黒鉛(活物質1gあたりの放電容量密度が362mAh/g、真密度が2.25g/cm3)より高くなっていることが認められる。このことから、本発明セルA1〜A5では、黒鉛を除いた活物質1cm3あたりの放電容量密度が1412〜2533mAh/cm3であり、黒鉛(活物質1cm3あたりの放電容量密度が814mAh/cm3)より高くなっている。 Further, as apparent from Table 1, in the present invention cells A1 to A5, the discharge capacity density per gram of the active material excluding graphite was 369 mAh / g, the true density was 3.83 g / cm 3 , and graphite (active It can be seen that the discharge capacity density per gram of the substance is higher than 362 mAh / g, and the true density is higher than 2.25 g / cm 3 ). From this, in the present invention cells A1 to A5, the discharge capacity density per cm 3 of active material excluding graphite is 1412 to 2533 mAh / cm 3 , and the discharge capacity density per cm 3 of active material is 814 mAh / cm 3. 3 ) It is higher.
これに対し、比較セルX1、X2では、真密度は4.14g/cm3であり、黒鉛より高くなっているが、黒鉛を除いた活物質1gあたりの放電容量密度が33〜137mAh/gであって黒鉛よりも大幅に低くなっていることが認められる。このことから、比較セルX1、X2では、黒鉛を除いた活物質1cm3あたりの放電容量密度が136〜567mAh/cm3であり、黒鉛より低くなっている。 On the other hand, in comparison cells X1 and X2, the true density is 4.14 g / cm 3, which is higher than graphite, but the discharge capacity density per 1 g of active material excluding graphite is 33 to 137 mAh / g. It can be seen that it is significantly lower than graphite. From this, in the comparison cells X1 and X2, the discharge capacity density per 1 cm 3 of the active material excluding graphite is 136 to 567 mAh / cm 3, which is lower than that of graphite.
本発明は、例えば携帯電話、ノートパソコン、PDA等の移動情報端末の駆動電源等に適用することができる。 The present invention can be applied to, for example, a driving power source of a mobile information terminal such as a mobile phone, a notebook computer, and a PDA.
1:作用極
2:対極
3:セパレータ
4:参照極
5:試験セル
6:リード
1: Working electrode 2: Counter electrode 3: Separator 4: Reference electrode 5: Test cell 6: Lead
Claims (5)
上記負極活物質には、層状構造を有するNaxFeO2(0.8≦x≦1.2)が含まれていることを特徴とする非水電解質二次電池。 In a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a negative electrode having a negative electrode active material, a positive electrode, and a non-aqueous electrolyte,
The non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the negative electrode active material contains Na x FeO 2 (0.8 ≦ x ≦ 1.2) having a layered structure.
上記混合物を500℃〜900℃の温度範囲で焼成することによりNaxFeO2(0.8≦x≦1.2)を作製するステップと、
NaxFeO2(0.8≦x≦1.2)を含む負極活物質と、導電剤と、結着剤とを用いて負極を作製するステップと、
上記負極と正極とをセパレータを介して配置した発電要素を、非水電解質とともに電池外装体内に配置するステップと、
を有することを特徴とする非水電解質二次電池の製造方法。 Mixing a sodium source and an iron source to make a mixture;
Baking Na x FeO 2 (0.8 ≦ x ≦ 1.2) by firing the mixture in a temperature range of 500 ° C. to 900 ° C .;
Producing a negative electrode using a negative electrode active material containing Na x FeO 2 (0.8 ≦ x ≦ 1.2), a conductive agent, and a binder;
A step of disposing a power generation element in which the negative electrode and the positive electrode are disposed via a separator together with a non-aqueous electrolyte in a battery exterior body;
A method for producing a nonaqueous electrolyte secondary battery, comprising:
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